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知识学习系统与设计

系统与设计

　　[知识要点]

　　一、系统的含义

　　.含义

　　系统是由相互依存的若干个部分组成的、具有特定功能的有机整体。

或者说，系统是由相互依存、相互作用的若干元素构成的，并完成特定功能的统一体。

　　2.系统三要素

　　至少要有两个或两个以上的元素。

　　各要素之间互相联系互相作用，有一定的结构。

　　系统的功能是组成要素所不具备的。

　　二、系统的分类

　　系统不仅有大有小，而且其结构、功能、行为和环境也不尽相同，系统可按不同的标准和需要分类：

　　.依系统的形成原因分为

　　自然系统：

由自然物自然形成的系统，如人体系统。

　　人工系统：

由人建造、加工而成的系统，如宇宙飞船、楼房、汽车。

　　复合系统:

由自然系统与人造系统复合而成的系统，如村落系统。

　　2.依系统的存在状态分为

　　实体系统：

由看得见、摸得着的具体实体为元素所构成的系统，称为实体系统，也称为硬系统，如排水系统、产品加工系统。

　　抽象系统：

由一些概念、原理、方法、制度、程序等为元素所构成的系统，称为抽象系统，也称为概念系统、软系统，如学习计划等。

　　3.依系统的状态与时间的关系分为

　　静态系统：

不随时间的推移延续而变化的系统，如房屋、家庭空调的制冷系统。

　　动态系统：

结构和状态随条件或某种规律变化发展的系统，如城市系统、生态系统等。

　　4.依系统与环境间物质、能量和信息的变化分为

　　开放系统：

与环境间发生联系、交换的系统，如人休系统、商业系统。

　　封闭系统：

不与环境发生联系的系统，如密闭容器中的化学反应达到一个平衡态。

　　三、系统的基本特性

　　.整体性：

也称集合性，是系统的最基本属性。

系统是一个整体，具有整体的特性功能，而不是各元素的数量相加或简单集合，系统要求它的局部服从整体，强调整体目标和效益。

如“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，“弃卒保车”等。

　　2.相关性：

也称关联性。

系统的各元素之间，是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的。

如“木桶理论”“一着不慎，满盘皆输”。

　　3.目的性：

也称功能性。

每个系统都具有特殊的功能，这是区别不同系统的主要标志。

　　4.环境适应性：

系统都存在于一定的环境之中，并不断地与外界环境进行物质的、能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。

如汽车在雪地上打滑而无法正常行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。

　　四、系统分析

　　.含义

　　为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程。

　　2.系统的思想

　　系统的整体性、相关性、目的性和环境适应性构成了系统的基本思想。

　　3.系统分析的基本方法

　　运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析。

　　4.系统分析的三个阶段

　　阐明问题：

分析的对象（系统）、系统的整体功能、系统的组成。

　　分析研究：

系统内部机理；系统内部各子系统的关联、配合；系统与其外部环境的关系；基本的定量分析。

　　评价比较：

系统性能、品质评价，系统运行效果评价，同类系统间比较，找出优劣。

　　5.系统分析的主要原则

　　整体性原则

　　系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，后看某一阶段；先看长远，再看当前。

　　科学性原则

　　系统分析一方面要有严格的步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。

　　综合性原则

　　系统分析总是为实现系统目标服务的。

当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。

　　6.系统分析的一般步骤

　　明确问题设立目标

　　收集资料制定方案

　　分析计算评价比较

　　检验核实作出决策

　　7.系统分析报告

　　简单的系统分析报告的内容包括：

系统的分析过程，如功能、构成、特性的定性、定量分析说明；依据，如系统的内部关系，系统与外部环境关系的挖掘；结论和建议，如评价与小结。

　　五、系统优化

　　.系统优化的目的

　　获取系统的最佳效益或最佳功能。

　　2.系统优化的影响因素

　　优化追求的目标要适度

　　希望投入最小而取得效益最大，（效/耗、性/耗、性/价比比值越大，就越接近或达到最优化）。

　　系统优化离不开条件，条件是否具备直接影响优化。

　　某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统优化。

　　3.最优化方法

　　为了使系统达到最优化的目标所提出的各种解决方法。

通常是指在一定人力、物力和财力资源条件下，使经济效果达到最大，并使投入的人力和物力达到最小的方法。

　　六、系统设计

　　.含义

　　在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。

　　2.应考虑的主要问题

　　系统设计的目的与要求

　　系统各部分之间相互联系与相互作用。

　　系统设计方案的优化

　　3.一般步骤

　　将系统分解为若干个子系统

　　确定各子系统的目标、功能及其相互关系。

　　对子系统进行技术设计和评价

　　对子系统进行总体设计和评价

　　4.基本原则

　　以实现系统基本功能为首要原则；

　　利用子系统的关联关系，合理解决子系统的冲突，综合处理的原则；

　　追求效益的最大化及优化是系统设计追求的永恒目标的原则；

　　可实现动态调整的原则；

　　具备战略性的思考，即设计应有相对的稳定性和适应可持续发展性的原则。

　　[典型例题分析]

　　1.人体是高级、精密系统。

我们应该深入了解自己的系统。

　　人体系统属于

　　A.人造系统

　　B.自然系统

　　c.抽象系统

　　D.封闭系统

　　人体的运动系统由骨、骨连结、关节和

　　等组成

　　A.肌肉

　　B.脚

　　c.鞋

　　D.眼睛

　　人体的消化系统中长度最长的器官是

　　A.食管

　　B.胃

　　c.大肠

　　D.小肠

　　人体中具有解毒功能的器官是

　　，人体的骨骼分为

　　、

　　、

　　三部分，人体一共有

　　块骨。

　　解答：

BAD肝脏

　　头骨

　　躯干骨

　　四肢骨

　　206

　　[探究互动]

　　一、选择题

　　.在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神志，在其迟疑间跑掉。

这是生态系统基本特性中的

　　A.整体性

　　B.相关性

　　c.动态性

　　D.环境适应性

　　2.XX年10月，我国自行研制的载人飞船“神舟五号”飞入太空。

飞船和运载火箭共有几百万个零部件，这些零部件本身都很一般，但是它们按照一定的结构组合在一起就构成了性能优异的宇宙飞船，这体现了系统的

　　A.动态性

　　B.目的性

　　c.整体性

　　D.相关性

　　3.合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。

碳含量高，则硬度高、韧性差；碳的含量低、则硬度低、耐磨性差。

这反应了系统的什么基本特性

　　A.相关性

　　B.环境适应性

　　c.动态性

　　D.整体性

　　4.飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。

这个现象说明了系统的什么基本特性？

　　A.整体性

　　B.相关性

　　c.环境适应性

　　D.动态性

　　5.下列各项中，属于自然系统的是

　　A.塑料大棚

　　B.森林

　　c.智能大楼

　　D.飞机

　　6.一棵大树是一个系统，它属于

　　A.抽象系统

　　B.开放系统

　　c.静态系统

　　D.人造系统

　　7.我们使用计算机离不开windows操作系统，他属于

　　A.自然系统

　　B.实体系统

　　c.抽象系统

　　8.系统优化的意义

　　A.获取系统的最佳效益或最佳功能

　　B.改善系统的环境

　　c.调整系统的结构

　　D.改变系统的特征

　　9.“三个臭皮匠顶个诸葛亮”的现象说明了系统的

　　特性

　　A.整体性

　　B.相关性

　　c.目的性

　　D.环境适应性

　　0.在下列有关于系统相关性的理解中，你认为正确的是

　　A.一个系统往往存在多个目标，这些目标往往还不一致，需要进行协调。

　　B.系统通常都是由若干部分组成的。

　　c.系统各级成元素之间、部分和整体之间不仅相互关联，相互作用，而且任何一个组成部分发生变化，都会影响其它部分和整体任务的完成。

　　D.系统包含子系统，它又是更大系统的子系统。

　　1.台式计算机的cPU上安装的小风扇有时转的快，有时转的慢，这个现象说明了系统的什么基本特性

　　A.整体性

　　B.相关性

　　c.环境适应性

　　D.动态性

　　2.下面关于系统的叙述，错误的是

　　A.系统是一个整体，即具有整体的特性功能、目标和作用的有机体

　　B.系统的目的性是指每个系统都具有各自特殊的功能

　　c.在一个系统中，子系统之间各自独立工作，互不相干

　　D.系统有时必须适应外部环境的变化

　　3.小明的父母因地制宜采取了“麦、棉、瓜、红薯”的套种模式，在正常天气条件下，按照套种技术要领，夏季可收小麦（350—400）千克/亩，红薯2500千克/亩，无籽西瓜5000千克/亩，秋季产籽棉225千克/亩，平均每亩收入超过3000元，比原先提高了近五成。

这是运用了

　　A.系统优化

　　B.系统分析

　　c.系统设计

　　D.技术创新

　　4.当地政府依法决定关闭黏土砖窑，考虑整体的长远的利益，是遵循了系统分析的

　　A.整体性原则

　　B.地方性原则

　　c.开发性原则

　　D.实用性原则

　　5.战国时期的秦国太守李冰父子主持修建了都江堰工程，主要是由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成，是我国古代水利建设的一大杰出成就。

这种设计体现了系统的哪些特性

　　A.要素的整合有助于整体功能的发挥

　　B.各种功能与系统功能高度统一

　　c.各个子工程互不干涉

　　D.整个工程引水量不受汛期影响

　　6.汽车走进家庭，人们都希望自己的汽车跑得又快又省油，可是如果车速过快或是过慢耗油量就增大，这时有一个折中的适当速度，叫做经济速度，能使车跑得较快而且省油。

这个现象说明的系统的

　　A.整体性

　　B.相关性

　　c.目的性

　　D.环境适应性

　　二、填空题

　　.由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为

　　。

　　2.系统的基本特性主要有

　　、相关性、

　　、环境适应性等，这些特性都体现了一定的思想与方法。

　　3.系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。

系统分析应遵循

　　性原则、

　　性原则和综合性原则。

　　4.系统优化的意义是

　　。

　　5.对地球生态系统而言，海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统是该系统的

　　。

　　三、判断题

　　.医院里的育婴室要求保持比较恒定的温度，因此他可看作一个静态系统

　　2.计算机的硬件属于实体系统，软件属于抽象系统

　　3.一个人一天不吃饭、也不喝水，在这段时间内，我们可以把人体看作一个封闭系统

　　4.洗衣机的总体功能是洗净衣物，他需要给水、驱动、操作控制等子系统的支撑才能实现其功能

　　5.在龙舟赛艇系统中，运动员组成了运动子系统，主要是划桨产生动力，使船向前运动

　　6.制定的优化目标是否适度，是影响系统优化的一个重要因素

　　7.坚持系统的整体最优化，是系统优化的原则之一

　　8.对一个系统进行优化，往往只需要改进或完善系统中某一结构即可

　　9.系统是一个整体，他是各个要素简单相加

　　0.系统可大可小，大到宇宙、小到原子都可以看作系统

　　四、简答题

　　系统是由相互依存的若干部分组成的、具有特定功能的有机整体。

或者说，系统是由相互依存、相互作用的若干元素构成，并完成特定功能的统一体。

系统有大有小，而且其功能、结构、行为和环境也不尽相同。

请根据以上阐述，解释为什么说班级就是一个系统。

　　[参考答案]

　　一、选择题

　　.D2.c3.A4.c5.B6.B7.c8.A9.A10.c11.B12.c13.A14.A15.A16.B

　　二、填空题

　　.系统

　　2.整体性

　　目的性

　　3.整体

　　科学

　　4.获取系统的最佳效益或最佳功能

　　5.子系统

　　三、判断题

　　.错2.对3.错4.对

　　5.错

　　6.对

　　7.对8.错

　　9.错

　　0.对

　　四、简答题

　　班级由多名同学构成

　　同学之间相互帮助、友好竞争形成一个整体

　　班级这个整体的形成的竞争力，凝聚力等是同学个体所不具备的

　　所以说，班级是一个系统。